1. EMC'nin Nedenleri ve Koruyucu Önlemler
Yüksek hızlı fırçasız motorlarda, EMC sorunları genellikle tüm projenin odak noktası ve zorluğudur ve tüm EMC optimizasyon süreci çok zaman alır. Bu nedenle, öncelikle EMC'nin standartların ötesine geçmesinin nedenlerini ve ilgili optimizasyon yöntemlerini doğru bir şekilde belirlememiz gerekir.
EMC optimizasyonu esas olarak üç yönden başlar:
- Parazit kaynağını iyileştirin.
Yüksek hızlı fırçasız motorların kontrolünde, en önemli parazit kaynağı MOS ve IGBT gibi anahtarlama cihazlarından oluşan sürücü devresidir. Yüksek hızlı motorun performansını etkilemeden, MCU taşıyıcı frekansını düşürmek, anahtarlama tüpünün anahtarlama hızını düşürmek ve uygun parametrelere sahip anahtarlama tüpü seçmek, EMC parazitini etkili bir şekilde azaltabilir.
- Girişim kaynağının bağlantı yolunu kısaltmak
PCBA yönlendirmesinin ve yerleşiminin optimize edilmesi, EMC'yi etkili bir şekilde iyileştirebilir ve hatların birbirine bağlanması daha büyük parazitlere neden olur. Özellikle yüksek frekanslı sinyal hatları için, izlerin döngü oluşturmasından ve izlerin anten oluşturmasından kaçınılmalıdır. Gerekirse, bağlantıyı azaltmak için koruyucu katman artırılabilir.
- Parazitlerin engellenmesi yöntemleri
EMC iyileştirmesinde en yaygın kullanılanlar çeşitli indüktans ve kapasitör türleridir ve farklı girişimler için uygun parametreler seçilir. Y kapasitör ve ortak mod indüktansı ortak mod girişimleri için, X kapasitörü ise diferansiyel mod girişimleri içindir. İndüktans manyetik halkası da yüksek frekanslı manyetik halka ve düşük frekanslı manyetik halka olarak ikiye ayrılır ve gerektiğinde iki tür indüktans aynı anda eklenmelidir.
2. EMC optimizasyon durumu
Şirketimizin 100.000 devir/dakika fırçasız motorunun EMC optimizasyonunda, herkese faydalı olacağını umduğum bazı önemli noktalar şunlardır.
Motorun yüz bin devir gibi yüksek bir hıza ulaşması için, başlangıç taşıyıcı frekansı diğer motorlara göre iki kat daha yüksek olan 40 kHz olarak ayarlanmıştır. Bu durumda, diğer optimizasyon yöntemleri EMC'yi etkili bir şekilde iyileştirememiştir. Frekans 30 kHz'e düşürülmüş ve MOS anahtarlama sayısı 1/3 oranında azaltıldıktan sonra önemli bir iyileşme gözlemlenmiştir. Aynı zamanda, MOS'un ters diyotunun Trr (ters toparlanma süresi) değerinin EMC üzerinde etkili olduğu tespit edilmiş ve daha hızlı ters toparlanma süresine sahip bir MOS seçilmiştir. Test verileri aşağıdaki şekilde gösterilmiştir. 500 kHz ~ 1 MHz aralığında yaklaşık 3 dB'lik bir artış sağlanmış ve sivri dalga formu düzleştirilmiştir.
PCBA'nın özel yerleşiminden dolayı, diğer sinyal hatlarıyla birlikte demetlenmesi gereken iki yüksek voltajlı güç hattı bulunmaktadır. Yüksek voltaj hattı bükümlü çift kabloya dönüştürüldükten sonra, uçlar arasındaki karşılıklı girişim çok daha az olur. Test verileri aşağıdaki şekilde gösterilmiştir ve 24 MHz'lik tolerans yaklaşık 3 dB artmıştır:
Bu durumda, iki adet ortak mod indüktörü kullanılır; bunlardan biri yaklaşık 50 mH endüktansa sahip düşük frekanslı manyetik halkadır ve 500 kHz ~ 2 MHz aralığında EMC'yi önemli ölçüde iyileştirir. Diğeri ise yaklaşık 60 µH endüktansa sahip yüksek frekanslı manyetik halkadır ve 30 MHz ~ 50 MHz aralığında EMC'yi önemli ölçüde iyileştirir.
Aşağıdaki şekilde düşük frekanslı manyetik halkanın test verileri gösterilmektedir ve 300 kHz ile 30 MHz aralığında genel tolerans 2 dB artırılmıştır:
Aşağıdaki şekilde yüksek frekanslı manyetik halkanın test verileri gösterilmiştir ve tolerans 10 dB'den fazla artırılmıştır:
Umarım herkes EMC optimizasyonu konusunda fikir alışverişinde bulunabilir, beyin fırtınası yapabilir ve sürekli testler yoluyla en iyi çözümü bulabilir.
Yayın tarihi: 07-06-2023